中国矿业大学《大地测量学基础》与《GPS及现代定位技术》

目录

前言.........................................................................1

一、实习地区介绍............................................................2

1-1实习地区所在地理位置...................................................2

1-2交通情形................................................................2

1-3地势地物（包括植被）概况...............................................2

1-4吃住条件................................................................2

1-5已知控制点利用情形......................................................2

二、执行规范名称............................................................2

三、控制网的布设、作业计划和作业组织.......................................3

3-1控制网示意图............................................................3

3-2起算数据................................................................4

3-3实习的任务和分工.......................................................4

3-4GPS观测................................................................5

四、参加选点、埋石工作......................................................5

4-1综述....................................................................5

4-2点之记..................................................................5

五、仪器检验.................................................................8

5-1规范规定的检验..........................................................8

5-2光学对点器检验..........................................................8

5-3水准仪器检验............................................................8

六、GPS静态相对定位测量..................................................10

6-1使用仪器...............................................................10

6-2观测方法...............................................................11

6-3数据处理方法...........................................................11

6-4最终提供成果...........................................................11

七、水平角观测.............................................................21

7-1使用仪器及仪器状况....................................................21

7-2观测方法...............................................................21

7-3对规范中操作规定的看法与体会..........................................22

7-4观测记录成果及成果质量................................................22

八、水准测量...............................................................23

8-1施测等级...............................................................23

8-2使用仪器及仪器检查情形................................................23

8-3施测方法...............................................................23

8-4精密水准观测注意事项..................................................24

8-5观测记录成果及成果质量................................................24

九、电磁波测距及三角高程测量...............................................25

9-1使用仪器...............................................................25

9-2观测方法...............................................................25

9-3观测记录成果及成果质量................................................25

9-4三角测量高差与级水准高差比较..........................................25

十、实习过程中碰到的困难和问题，解决问题的方法及作业体会.................27

H-一、内业运算.............................................................27

11-1外业资料的检查验收情形................................................27

11-2GPS网测量概算........................................................28

11-3导线网概算............................................................28

11-4水准网概算............................................................30

十二、完成任务情形统计.....................................................32

十三、收成、体会、建议.....................................................32

前言

大地测量学是测绘工程专业的一个重要的技术基础课。通过实习，对观测、记录、运算

等基本功的训练，提高动手能力和解决实际问题的能力。通过实习，增强个人工作的责任感，

培养关心集体、团结互助的团队精神。

1.实习目的

(1)进一步巩固、加深大地测量学、GPS的有关理论知识。

(2)熟练把握大地测量学、GPS所使用的一起及观测方法，提高控制测量实践能力。

(3)培养和提高解决实际问题及组织社会生产的治理能力。

(4)进行热爱测绘事业的教育。

2.本次实习的性质

这次的实习是关于“大地测量学”以及“GPS及现代定位技术”这个主题。为了加强一

级导线以及二等水准测量的能力。

3.实习时间和实习地点

实习地点：南湖校区教学与生产实习基地一一三号测区实习安排：

外业测量任务时间：2010年7月1日-2010年7月10日

内业概算及平差运算处理时间：2010年7月11日-2010年7月14日

4.实习的组织和安排

我在测绘10-2班第4组实习。本组共5人。成员如下：罗京辉(组长)，达吾列提，朱

建伟，眺望，王若云。平时主要由我负责每天的安排及任务调度以及内业运算。

1

一、实习地区介绍

1-1实习地区所在地理位置

实习地区为矿大南湖校区教学与生产实习基地一一具体为3号测区。测区主要包含运算

机学院、理学院、建筑工程学院、治理学院。

1-2交通情形

测区内道路畅通，交通相对来说比较方便。

1-3地势地物(包括植被)概况

测区内基本上都是学院楼，道路两旁有树木，测区内包含两座桥，高差相对较大。通视

情形基本上可以。

1-4吃住条件

吃住自力更生，较方便。

1-5已知控制点利用情形

本测区有一个已知控制点124,其平面X、Y坐标需要通过GPS测量测得。这就需要对学

校的一些点和外面已知的三个点E088、泉山点、汉王点进行GPS网型设计。再通过GPS网

平差，求出124点的坐标。水准通过环测学院S00点构成闭合环，进行观测。其中，S00点

的高程需通过从泉山点引来。

二、执行规范名称

(1)《全球定位系统(GPS)测量规范》GB/T18314-2009„

(2)《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97„

(3)《工程测量规范》GB50026-2007„

(4)《城市测量规范》CJJ8-99。

(5)《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-91.

(6)《国家三、四等水准测量规范》GB12898-9E

(7)《国家三角测量规范》GB/T17942-2000„

2

三、控制网的布设、作业计划和作业组织

3-1控制网示意图

GPS网：

导线网:

水准网：实际布设观测站时可能与图上有所差异，其中15点在

水准观测时由于距离较短及跨过马路和其他一系列原因，所以去掉,

改为在124和L6之间布设4站，中途经过一落差较大的桥。

3

3-2起算数据

点号XYH(56高程)备注

汉王3784070.114511258.48154坐标

3784023.786511206.00380坐标

泉山(QSGY)3788109.4670514667.667755.950054坐标

E0883787813.059513642.03439.966454坐标

3787766.762513589.52039.96980坐标

10913788499.461512613.23051.84954坐标

3788453.155512560.70651.84980坐标

E1023784070.114511258.48147.87054坐标

S0036.607概略高程

3-3实习的任务和分工

实习任务：

全班共同完成一个测区的平面控制网及高程控制网的布设、观测及平差运算的全部工作。

具体任务是：

(1)全班进行选点、埋石的实践训练

(2)全班共同完成若干GPS点的静态相对定位观测

(3)全组完成全站仪、一台水准仪及一对水准标尺的检验和记录

(4)全组共同完成至少一条导线的水平角、垂直角的观测工作。每人独立完成至少2

个测站点的水平角和垂直角的观测工作，没人独立完成至少2个测站点的全部记录工作。

(5)全组共同完成一条导线的测距工作。(如果全站仪可同时进行角度与距离的观测)

(6)全组共同完成一条导线上若干测段的二等水准观测工作。每个人都有不少于10

站的观测和记录工作。

(7)每人独立完成一份平面控制网和高程控制网的概算及平差运算。

(8)每人编写一份实习报告。

实习分工：

在导线测中，两人看管棱镜，一人操作全站仪，一人记数，一人打伞；在二等水准测量

4

中需要两人立尺，一人水准仪读数，一人记数，一人打伞，灵活把握。三角高程测量与导线

测量同步进行。

3-4GPS观测

GPS观测由四个班联合作业,共同完成GPS外业测量工作（主要由G-S组完成）。其中，

每个人独立对GPS观测数据进行解算。每个人联合所有数据完成GPS水准高程运算。

具体实施方法：20个组分别调一名成员共同组成G-S组，组员20人，根据领取GPS

接收机数量分配人数，共同测定每组的导线起算点坐标，GPS组共同和谐设计观测方案。

四、参加选点、埋石工作

4-1综述

在实地确定控制点的具体位置，力争做到点位安全可靠，便于观测和储存，点间相互通

视，控制网的图形结构良好。在实地设立测量标志，埋设标石。其几何中心表示点位。具体

见3-1控制网示意图。

4-2点之记

根据测区实际情形供挑选13个点，具体点之记如下：

5

6

7

五、仪器检验

5-1规范规定的检验

(1)测角、测距仪器光学对点器检验。应在观测之前进行检验。

(2)水准仪器i角误差检验；水准标尺基辅读数常数测定；一对标尺零点差差测定;

水准标尺每米长度误差测定。前3项检验应在水准测量前进行。

其中，这些检验我均参加并负责这些项目的检验。

5-2光学对点器检验

如图：

1.挑选平整位置放置一平板，平板上标注一A点，在平板上方安置全站仪(仪器架设

高度约L3米)并对中整平，全站仪的分划板中心与A点重合。

2.绕竖轴旋转光学对中器180。，若分划板中心与另一点B重合，做第一次校正，使分

划板中心与AB之中点重合，若分划板中心仍与A点重合，则可进行下一步步检验。

3.改变A点距光学对中器的距离(例如将平板向上移动，由1.3m缩短为1.0m),按照

上步重新检验。若光学对中器旋转180。之后，分划板中心仍与A'重合.则表明条件已经满

足；若分划板中心并不与A'重合而与B'重合，则应校正，使分划板中心与A'B'之中点重

合。上述检验和校正工作需反复进行，直到满足要求为止.

经过检验，我们发觉的全站仪正常，光学对点器检验正常。

5-3水准仪器检验

5-3-1水准仪器i角误差检验

8

检验步骤：

如上图所示，在一平整场地，挑选一条长为61.8m的直线Jl、J2,将其长度等分成三

段，在A、B处打入木桩，并钉上圆帽钉作为立尺点。

在JI、J2处先后架设水准仪。精密整平后，瞄准A、B亮点上所立水准尺，照准、读数

四次。在J1点设站时的A、B水准尺上四次读数之中数记为al、bl；在J2点设站时四次读

数之中数记为a2、b2o将A、B水准尺上排除了i角影响后的正确读数记为a,Kb,1、a，

2、b'2。

表格如下:

仪器标尺读数高差(a-b)

观测次序i角运算

站A尺读数B尺读数/mm

1142619143919

2613923

J13609921

4618922A、B标尺间距离S=20.6m

中数al=142123bl=143921-12.722A=(a2-b2)-(al-b1)=1.3mm

1155589156719i=10A=6.5"

2578728

J23582727

4587730

中数a2=155584b2=156726-11.42

对于精密水准仪，要求i角小于20〃。超出限差时，必须对其进行校正。

算出i〃=1.91"<20",所以检验合格。

5-3-2一对水准标尺零点差及基、辅分划读数差常数的测定

检验步骤：

在距水准仪20~30m等距离处，打入3根木桩，钉以圆钉，桩顶间高差约为20cm。分别

将标尺立于桩顶进行观测，对于因瓦水准标尺，应该观测3个测回。每一个测回中，依次将

两根标尺立于每一木桩上，使用光学测微器，按基本分划和辅助分划各读数3次，望远镜的

视准轴位置应保持不变。测回间应变更仪器高。

表格记录如下:

15189水准尺读数15190水准尺读数

测回桩号

基本分划辅助分划辅减基基本分划辅助分划辅减基

9

1409.354425.253015.901409.504425.453015.95

11409.424425.153015.731409.504425.403015.90

1409.454425.093015.641409.504425.303015.80

1411.504426.883015.381411.634427.003015.37

21411.604427.103015.501411.604427.003015.40

I

1411.604427.083015.481411.604427.003015.40

1456.154471.653015.501456.554472.103015.55

31456.204471.753015.551456.554472.183015.63

1456.204471.753015.551456.554471.923015.57

平均1425.724441.303015.581425.864441.483015.62

1392.884408.043015.161392.984408.463015.48

11392.304408.053015.751392.984408.463015.48

1392.304408.043015.741392.984408.453015.47

1394.424410.023015.601394.594410.223015.63

21394.424410.013015.591394.594410.223015.63

II

1394.424410.013015.591394.594410.223015.63

1439.394454.853015.461439.354455.023015.67

31439.394454.853015.461439.344455.023015.68

1439.394454.853015.461439.354455.023015.67

平均1408.774424.303015.531408.974424.573015.59

1405.944421.313015.371405.824421.223015.40

11405.934421.313015.381405.814421.223015.41

1405.934421.323015.391405.814421.213015.40

1407.824423.113015.291407.894423.303015.41

21407.824423.113015.291407.894423.303015.41

III

1407.834423.123015.291407.904423.303015.40

1452.624468.043015.421452.854468.273015.42

31452.634468.053015.421452.854468.273015.42

1452.634468.043015.411452.854468.273015.42

平均1422.134437.493015.361422.184437.603015.41

总中数1418.874434.363015.491419.004434.553015.54

一对因瓦尺基辅分划读数差常数平差值：3015.52mm

两标尺基辅分划读数差常数的差为：0.05mm

注：①读数差常数与名义值之差不应超过0.05mm

②对于1cm格值的水准标尺（N3型水准标尺），尺常数为3.01550m

六、GPS静态相对定位测量

6-1使用仪器

GPS接收机、卷尺

10

6-2观测方法

四个班联合作业，共同完成GPS外业测量工作。

采用8台GPS接收机进行数据采集，用两个时段。每时间段45分钟;数据采样间隔10~15

秒

GPS观测作业的主要目的是捕捉GPS卫星信号，并对其进行跟踪、处理和量测，以获得

所需要的定位信息和观测数据。天线安置完成后，在离开天线适当位置的地面上安放GPS

接收机，接通接收机与电源、天线、控制器的联接电缆，并经过预热和静置，即可启动接收

机进行观测。

6-3数据处理方法

利用Compass软件进行基线向量的结算。步骤如下:

数据采集----->数据传输----->预处理--------►基线解算--------►GPS网平差

6-4最终提供成果

网平差报告

1坐标系统

1.1坐标系统名称

Beijing54

1.2基准参数

11

椭球长半轴a6378245.0000

椭球扁率f1/298.30000000

1.3投影参数

MO=1.00000000投影比率

H=0.0000投影高

Bm=0投影面的平均纬度

B0=0:00:00.00N原点纬度

L0=117:00:00.OOE中央子午线

N0=0.0000北向加常数

E0=500000.0000东向加常数

2三维无约束平差

2.1平差参数

基准WGS-84

迭代次数2

参考因子1.00

x平方检验(a=95%)通过

自由度132

2.2基线向量及改正数

基线DX/改正数DY/改正数DZ/改正数距离/改正数中误差/相对误差

起点->终点.时段(m)(m)(m)(m)(m)

-955.5494-434.5670-93.10021053.84570.0349

I025->I075.191B

0.00110.00640.0030-0.00391:30186

-74.4088-140.6286132.3232206.93600.0123

I67->I068.191H

-0.0028-0.00380.00080.00411:16799

-1788.7439-954.853559.33652028.51440.0212

1025-）泉山点.191B

0.00110.0024-0.0010-0.00211:95498

459.1962-270.4418673.0847858.51210.0330

I67->I045.191H

-0.0030-0.00310.00120.00031:26012

-945.3858-350.8251-193.48911026.77680.0211

I025->E088.191B

-0.00660.01980.0119-0.00301:48753

12

409.7578-199.8899546.6246711.79770.0243

I67->I043.191G

-0.0003-0.00370.00060.00131:29331

-482.2194-82.2481-232.0343541.42420.0212

I025->I008.191B

0.0022-0.01470.0164-0.00681:25582

-97.0380-753.6476912.81281187.69870.0073

I67->I008.191G

-0.00010.0195-0.0088-0.01911:161891

-425.473427.6358-337.3588543.69320.0222

I025->I009.191B

-0.0010-0.0038-0.01320.00871:24469

-40.2920-643.7638807.48821033.48560.0126

I67->I009.191G

-0.0059-0.00180.00670.00661:82129

-142.2999-14.6324-82.9657165.36830.0230

I025->I024.191C

-0.00210.00200.0052-0.00101:7184

-1403.5625-1626.25301204.18352462.67020.0103

I67->泉山点.191H

-0.0029-0.01130.00250.01031:238697

-890.5709-300.8754-221.8686965.85100.0291

I025->I074.191B

-0.0018-0.00280.00310.00181:33152

-560.2044-1022.2246951.35801504.61100.0071

I67->E088.191H

-0.0015-0.01760.00470.01551:211967

-833.1945-520.2865152.4367994.05640.0326

I075->泉山点.191B

0.00100.0074-0.0028-0.00511:30460

533.6050-129.8132540.7616770.71970.0340

I068->I045.191H

-0.00420.00250.0015-0.00231:22688

484.1667-59.2613414.3015639.98040.0254

I068->I043.191G

0.0081-0.0224-0.01050.00141:25208

473.3300352.3190-138.9341606.19520.0324

I075->I008.191B

-0.0007-0.01440.0118-0.01161:18711

-22.6292-613.0190780.4896992.70760.0125

I068->I008.191G

0.00040.0232-0.0075-0.02031:79292

530.0760462.2028-244.2586744.49590.0332

I075->I009.191B

0.01390.0146-0.00000.01891:22449

34.1168-503.1352675.1651842.70800.0154

I068->I009.191G

-0.0018-0.00060.00420.00361:54761

13

813.2495419.934610.1345915.32640.0336

I075->I024.191C

-0.00660.0046-0.0070-0.00381:27213

-1329.1537-1485.62441071.86042263.31930.0134

I068->泉山点.191H

-0.0036-0.00270.00210.00491:169049

64.9785133.6916-128.7685196.66460.0361

I075->I074.191B

0.0053-0.0080-0.0028-0.00191:5451

-485.7956-881.5960819.03481297.70060.0122

I068->E088.191H

0.0022-0.01320.00500.01131:106449

843.3581604.0284-252.82561067.71910.0094

泉山点一〉E088.191B

-0.00620.00590.0111-0.00411:114118

-49.438470.5519-126.4601153.01600.0394

I045->I043.191G

-0.03470.01630.00940.01091:3879

1306.5245872.6054-291.37081597.91850.0097

泉山点->1008.191B

0.0024-0.02960.0122-0.01641:164073

-556.2342-483.2058239.7280774.82510.0329

I045->I008.191G

0.01490.0132-0.0131-0.02301:23521

1363.2705982.4893-396.69531726.60320.0134

泉山点->1009.191B

-0.0005-0.0028-0.0054-0.00071:129017

-499.4882-373.3220134.4035637.90450.0340

I045->I009.191G

-0.00840.00360.00830.00631:18772

1646.4440940.2211-142.30221901.32680.0173

泉山点->1024.191C

0.0002-0.00470.0040-0.00251:110196

-1862.7587-1355.8113531.09882364.35190.0334

1045->泉山点.191H

-0.0005-0.0058-0.00060.00361:70811

898.1730653.9781-281.20511146.07090.0251

泉山点->1074.191B

-0.0019-0.00480.0037-0.00511:45703

-1019.4006-751.7828278.27321296.83880.0329

I045->E088.191H

0.0006-0.01460.00490.00911:39471

463.1664268.5770-38.5452536.78900.0064

E088->I008.191B

0.0079-0.03250.0011-0.00951:83278

-506.7959-553.7577366.1881835.21460.0243

I043->I008.191G

0.0215-0.0111-0.0233-0.01591:34409

14

519.9124378.4608-143.8698658.96890.0121

E088->I009.191B

0.0105-0.0098-0.01960.00691:54638

-450.0499-443.8739260.8636683.82660.0254

I043->I009.191G

-0.0087-0.0134-0.00070.01421:26937

803.0859336.1927110.5234877.60350.0170

E088->I024.191C

0.0074-0.0124-0.00790.00101:51750

-1813.3203-1426.3632657.55892398.96360.0249

I043->泉山点.191H

-0.00380.00160.00580.00361:96528

54.814949.9497-28.379679.40430.0248

E088->I074.191B

0.0048-0.0120-0.0078-0.00151:3201

-969.9622-822.3347404.73341334.49250.0241

I043->E088.191H

-0.0055-0.0372-0.00530.02531:55317

56.7460109.8838-105.3245162.44330.0122

I008->I009.191B

-0.00310.0280-0.01950.03051:13311

56.7460109.8838-105.3245162.44330.0122

I008->I009.191G

-0.0006-0.02220.0148-0.02481:13311

339.919567.6157149.0686377.27790.0172

I008->I024.191C

-0.00440.0351-0.00320.00101:21955

-1306.5245-872.6054291.37081597.91850.0097

I008->泉山点.191H

-0.0030-0.02520.01200.01841:164073

-408.3515-218.627310.1657463.30570.0248

I008->I074.191B

-0.00430.0231-0.0080-0.00731:18653

-463.1664-268.577038.5452536.78900.0064

I008->E088.191H

-0.0065-0.02990.01720.02181:83278

283.1735-42.2682254.3931383.00090.0190

I009->I024.191C

-0.00390.00110.01420.00641:20184

-1363.2705-982.4893396.69531726.60320.0134

I009->泉山点.191H

-0.0038-0.0050-0.00650.00431:129017

-465.0975-328.5112115.4902581.01050.0262

I009->I074.191B

-0.0041-0.00270.01260.00731:22207

-519.9124-378.4608143.8698658.96890.0121

I009->E088.191H

0.0047-0.0175-0.00240.00581:54638

15

-748.2710-286.2430-138.9029813.10430.0273

I024->I074.191B

-0.00300.01030.0086-0.00231:29785

843.3581604.0284-252.82561067.71910.0094

泉山点->E088.191H

0.0056-0.01110.0027-0.00251:114118

2.3T(Tau)检验表

基线Tau-XTau-YTau-Z

I025->I075.191B0.01510.05420.0296

I67->I068.191H0.11380.14750.0475

1025-〉泉山点.191B0.01950.03780.0302

I67->I045.191H0.02470.04280.0269

I025->E088.191B0.09120.21850.1246

I67->I043.191G0.00510.05300.0134

I025->I008.191B0.03010.15740.1610

I67->I008.191G0.00160.48180.3347

I025->I009.191B0.02180.05380.2950

I67->I009.191G0.15270.05510.2542

I025->I024.191C0.05430.03710.1444

I67->泉山点.191H0.08690.29800.0687

I025->I074.191B0.02630.03000.0565

I67->E088.191H0.05110.59200.2411

1075-〉泉山点.191B0.00550.04250.0270

I068->I045.191H0.03160.03230.0309

I068->I043.191G0.11740.28390.1993

I075->I008.191B0.00690.13490.1834

I068->I008.191G0.00750.61800.2767

I075->I009.191B0.10730.12880.0002

I068->I009.191G0.03620.01200.1167

I075->I024.191C0.08980.05170.1125

1068-〉泉山点.191H0.11420.09430.0959

I075->I074.191B0.08960.08230.0324

I068->E088.191H0.07590.48340.2455

16

泉山点->E088.191B0.22760.20230.2814

I045->I043.191G0.18280.13180.1330

泉山点->1008.191B0.11310.66460.3390

I045->I008.191G0.11610.20270.2765

泉山点->1009.191B0.01280.03150.0817

I045->I009.191G0.05390.04970.1574

泉山点->1024.191C0.00520.11030.1480

1045->泉山点.191H0.00350.07170.0134

泉山点->1074.191B0.03740.05760.0819

I045->E088.191H0.00530.25410.1152

E088->I008.191B0.27110.74320.0451

I043->I008.191G0.22450.10600.4626

E088->I009.191B0.25870.14360.5023

I043->I009.191G0.12580.18880.0143

E088->I024.191C0.23270.27980.2768

I043->泉山点.191H